国内外运动控制系统发展概况
浅谈国内外控制系统现状及发展趋势
浅谈国内外控制系统现状及发展趋势作者：李斌程志超聂鹏飞高军伟来源：《电脑迷》2013年第07期摘要工业控制自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。
关键词控制系统 PLC 现状发展趋势中图分类号：TP27 文献标识码：A目前，我国相关行业自动控制系统多采用DCS（集散控制系统）、FCS（现场总线控制系统）以及PLC（可编程控制器控制系统）三大控制系统。
PLC是二十世纪六十年代发展起来的一种自动控制装置，是一种嵌入式的工控机，它以顺序控制为主，回路调节为辅，能完成逻辑判断、定时、计数、记忆和算术运算功能，既能进行开关量控制，还具有通信功能。
随着自动控制技术、计算机技术和微电子技术的迅猛发展，PLC的发展十分迅速，一方面继续开发简易、价格低廉、超小型产品，另一方面转向大型、多功能、系列化、标准化、智能化产品的研制。
在单台设备的自动化、多台设备自动化和整个工厂的生产过程自动化方面，PLC在其中充当着重要作用。
一般具有以下特点：（1）编程简单，它是面向用户的设备；（2）控制系统构成简单，通用性强；（3）抗干扰能力强，可靠性高；（4）体积小，维护方便；（5）缩短了设计、施工、投产调试的周期；（6）功能齐全；（7）具有良好的性价比。
比起以往使用的标准自动化元件，PLC采用安全继电器的方法，这种方法在功能上具有一定的灵活性，也是低成本的方案。
为了满足闭环控制、位置及运动控制应用的要求，需要准确和可重复的循环时间。
现在的PLC系统允许采集、处理和输出信号与数据传输速率同步。
现代的PLC特征在于大型、技术的可升级性，如计算、测量、位置、闭环控制等。
计算机和信息技术的飞速发展，不断成倍扩大的功能和成倍降低的价格，使可编程控制器（PLC）、通讯联网技术、过程控制软件都获得了长足进步，为工业自动化控制注入前所未有的生机和活力，也使利用PLC及网络技术来开发集成DCS成为可能。
运动控制器的现状与发展
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3、模块化设计：模块化设计可以提高控制器的可维护性和可扩展性，方便 用户根据实际需求进行定制化开发。
4、高精度传感器技术：高精度传感器技术可以提高控制器的精度和响应速 度，从而实现更加精细的运动控制。
5、无线通信技术：无线通信技术可以使运动控制器更加便捷地与其他设备 进行连接和通信，提高整体系统的灵活性。
3、定制化需求：现代工业环境的复杂性对PLC提出了更高的要求，包括更强 的抗干扰能力、更低的能耗以及更灵活的配置等。
二、未来发展趋势分析
1、向更高端发展：未来的PLC可能会包含更多的人工智能和机器学习技术， 实现更高级别的自动化和智能化。例如，利用深度学习算法进行预测性维护、优 化生产流程等。
一、可编程控制器的发展现状
1、技术进步：随着半导体技术和计算机科学的飞速发展，PLC在处理能力、 运算速度、内存容量等方面都有了显著提升。这使得PLC能够处理更复杂的控制 算法，更高效地与其他设备进行通信。
2、工业互联网的推动：随着工业互联网的普及，PLC的通讯能力得到了极大 的提升。这使得PLC能够实现远程监控、数据分析以及实时优化等功能。
四、运动控制器面临的主要问题
尽管运动控制器已经取得了显著的进展，但是仍然存在一些问题需要解决。 其中，精度和稳定性是运动控制器面临的主要问题。精度问题可以通过提高硬件 设备和算法的精度来解决，而稳定性问题则需要从控制系统设计和优化方面进行 考虑。此外，运动控制器的能效也是一个需要的问题，尤其是在高负载情况下， 提高能效对于实现设备的长时间运行和降低能耗具有重要意义。
优缺点：现代运动控制器在精度、速度和可靠性方面都有了显著提升，同时 也具备良好的可维护性和可扩展性。然而，运动控制器还存在一些问题和挑战， 如高昂的制造成本、对复杂环境的适应性不足、难以满足某些特定应用的需求等。
浅谈运动控制技术的发展现状及应用前景
出了开放体 系结 构控制器的概念 ， 制定 了“ 开放 系统体 系结 构标 准规格 （ Ｓ Ｃ ” 自 １９ Ｏ Ａ Ａ） 。 ９ ６年开 始 ， 国几个 大 的科 美
运 动控制（ ｔｎＣ ｎｒ１起 源 于早期 的伺服控 制 （ ｅ－ Ｍｏｏ ｏ ｔ ） ｉ ｏ Ｓｒ
用、 福特和克莱斯 勒三 大 汽车公 司研 制 的 “ 开放 式 、 模块 化 体系结构控制器 （ Ｍ Ｃ） ， 目的是用更加开放 、 Ｏ Ａ ”其 更加模块
ｒ Ｃ ａｉ 。简单地说 ， ｏ ｈｎｓ ｍｅ ｍ） 运动控制 就是对机 械传动装 置 的 计算 机控 制 ， 即对机械 运动部件 的位 置 、 度等进 行实 时 的 速 控制管理 。 使其按照预期 的轨迹 和规定 的运动参数完成 相应
用行业的工艺要求设计 了功能 ， 用户只需要按照其协议要求 编写应用加工代码文件 ， 用 Ｒ ２２或者 Ｄ Ｃ方 式传 输 到 利 Ｓ３ Ｎ 控制器 ， 控制器 即可完成相 关的动作 。但 这类 控制器往往不 能离开其特定的工艺要求而跨行业应用 ， 控制器的开放性仅
仅依赖于控制器的加工代码协议 ， 用户不 能根据应 用要求而
其 巨大的发展 潜力。本文从运动控制技术 的产 生、 现状及发展趋 势等方 面探 讨 了运动控 制技 术的发展 。
关键 词 ： 运动控制技 术； 运动控制 器； 发展 现状 ； 发展趋 势 中图分类号 ：Ｇ ５ Ｔ ６９ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ８— ７ ５ ２０ ） １— １５— ２ １０ ３ １ （０ ７ ０ ０ ２ ０
重组 自己的运动控制 系统。通用运 动控制 器 的发展成 为 市
场的必然需 求。１８ ９７年 ， 国政 府组 织开 放式 运 动控 制系 美 统的研 究 ， 即下一代控制器 （ Ｇ 研究计划 。该计划首先提 Ｎ Ｃ）
2024年通用运动控制市场分析报告
2024年通用运动控制市场分析报告1. 引言通用运动控制是指用于控制机械或设备运动的系统。
通用运动控制市场是一个重要的市场，广泛应用于汽车制造、机床、工业自动化等各个行业。
本报告旨在分析通用运动控制市场的现状和发展趋势。
2. 市场规模通用运动控制市场在过去几年中保持稳定增长。
根据市场研究数据显示，2019年全球通用运动控制市场规模达到XX亿美元，预计未来几年将保持持续增长。
这主要受益于工业自动化的广泛应用和需求的增长。
同时，新兴技术的出现也推动了市场的发展。
3. 市场驱动因素通用运动控制市场的增长受到多个因素的驱动。
3.1 工业自动化需求增长随着工业自动化的推进，对通用运动控制系统的需求不断增加。
工业自动化带来生产效率的提升和人工成本的降低，因此更多的企业选择引入通用运动控制系统来实现自动化生产。
3.2 新兴技术应用新兴技术的应用也推动了通用运动控制市场的发展。
例如，人工智能、机器人技术和物联网的发展为通用运动控制系统带来了更多的应用场景和需求。
这些新兴技术的应用促进了通用运动控制市场的创新和发展。
3.3 环境法规政策推动环境法规政策的不断推进也对通用运动控制市场产生了积极影响。
环境要求的提升促使企业采用更加环保和高效的生产方式，通用运动控制系统能够帮助企业实现这些要求，因此市场需求不断增加。
4. 市场份额通用运动控制市场的竞争激烈，主要的市场参与者包括公司A、公司B、公司C 等。
根据市场研究数据，公司A在全球通用运动控制市场中占据了较大的市场份额，其次是公司B和公司C。
这些公司在产品技术、市场渗透能力和服务质量方面相对较强，因此能够在市场竞争中保持竞争优势。
5. 市场前景通用运动控制市场有着广阔的发展前景。
随着工业自动化的深入推进和新兴技术的不断应用，市场需求将持续增长。
同时，市场竞争也将更加激烈，厂商需要不断加强研发能力和服务品质，以满足市场需求。
6. 结论综上所述，通用运动控制市场在工业自动化和新兴技术的推动下保持稳定增长。
2023年通用运动控制行业市场研究报告
2023年通用运动控制行业市场研究报告通用运动控制行业市场研究报告一、行业概述通用运动控制行业是指应用于各种机械设备的运动控制系统和相关产品的制造和销售行业。
随着工业自动化程度的提高和机械设备的智能化需求的增加，通用运动控制行业得到了迅猛发展。
通用运动控制产品包括伺服驱动器、伺服电机、运动控制器、传感器等，广泛应用于机床、机器人、自动化生产线等领域。
二、行业市场规模通用运动控制行业市场规模日益扩大，预计到2025年，全球市场规模将超过3000亿美元。
目前，亚太地区是通用运动控制行业最大的市场，其中中国市场占据了很大的份额。
中国作为全球制造业大国，对于运动控制产品的需求非常旺盛，市场发展潜力巨大。
三、行业发展趋势1.智能化发展：随着工业4.0的提出和推进，智能化生产模式越来越流行，对通用运动控制产品的需求也在增加。
智能化运动控制系统可以实现设备间的协同和自动化控制，提高生产效率和品质。
2.高性能需求：随着机械设备的复杂性和精度要求的提高，对通用运动控制产品的要求也越来越高。
高性能的伺服驱动器和伺服电机成为市场的主流产品之一。
3.节能环保：节能环保已经成为全球关注的重点，通用运动控制产品也要求具备节能环保的特性。
通过提高设备的能源利用率和减少废弃物的排放，可以降低企业的生产成本和对环境的压力。
四、行业竞争格局通用运动控制行业竞争激烈，市场上存在着多家国内外知名的厂商和品牌。
其中，国外企业如西门子、ABB、施耐德电气等具有强大的技术实力和品牌优势；国内企业如华为、海康威视、三一重工等也在不断提升自身的研发实力和品牌影响力。
五、行业发展机遇1.工业自动化升级需求：随着中国制造业由大到强的转型，工业自动化的升级需求越来越迫切。
通用运动控制产品作为自动化系统的核心组成部分，将迎来巨大的市场机遇。
2.政策支持：中国政府提出“中国制造2025”战略，加大对制造业的支持力度，对通用运动控制行业提供了政策上的支持。
国内外控制水平发展水平
自动控制是指机器或装置在无人干预的情况下自动进行操作，它是围绕着工业生产的需要而形成和发展起来的，已广泛应用于人类社会的各个方面。
[1]它历经前期控制、经典控制前期、经典控制、现代控制、大系统理论阶段与智能控制理论阶段四个发展时期。
一、前期控制（1400B.C.－1900）：在古代具有反馈控制原理的控制装置就有了。
这方面最有代表性的例子当属古代的计时器“水钟”( 在中国叫作“刻漏”，也叫“漏壶” )。
据古代锲形文字记载和从埃及古墓出土的实物可以看到，巴比伦和埃及在公元前1500年以前便已有很长的水钟使用历史了。
[3]二、经典控制前期（1900－1935）：E·Sperry（1860-1930），创立Sperry公司。
由他们设计和制造的陀螺仪和各种控制装置被广泛地应用到二战时期的美国军舰、鱼雷、火炮、雷达和飞机上。
L·Sperry（1892-1923），在1914年的巴黎航展中，成功地演示了陀螺仪全自动机身平衡与稳定，为航空业的快速发展作出了重要的贡献。
三、经典控制（1935－1950）：经典控制理论，是以传递函数为基础，在频率域对单输入---单输入控制系统进行分析与设计的理论[6]1、控制系统的特点：单输入---单输出系统的，线性定常或非线性系统中的相平面法也只含两个变量的系统。
2、控制思路：基于频率域内传递函数的“反馈”和“前馈”控制思想，运用频率特性分析法、根轨迹分析法、描述函数法、相平面法、波波夫法，解决稳定性问题。
3、发展事件回顾[6][7]（1）美国贝尔实验室的H·Bode（1938）以及Nyquist（1940）提出频率响应法。
（2）美国Taylor仪器公司的J·G·Ziegler和N·B·Nichols提出PID参数的最佳调整法（1942）。
（3）美国W·Evans提出根轨迹法（Root Locus Method）（1948），以单输入线性系统为对象的经典控制研究工作完成。
运动控制系统的历史与发展
运动控制系统的历史与发展一、运动控制技术的发展运动控制系统发展经历从直流到交流，从开环到闭环，从模拟到数字，直到基于PC的伺服控制网络系统和基于网络的运动控制的发展过程。
从运动控制器件的发展看，大致经历下列阶段：①模拟电路。
早期运动控制系统一般采用运算放大器等分立元件，以模拟电路硬件连线方式构成。
这类控制系统具有响应速度快、精度较高、有较大带宽等优点。
但与数字系统比较，存在老化和环境温度的变化对构成系统的元器件参数影响很大；元器件较多，系统复杂，使系统可靠性下降；采用硬接线，修改困难；受系统规模限制，难以实现高精度、大运算量的复杂控制算法等缺点。
②微处理器。
微处理器集成了CPU、RAM、ROM等，具有运算速度快、功率消耗低、集成度高、抗扰性强等优点。
但总体集成度仍较低，不具备运动控制所需的控制算法，处理速度和能力有限等缺点。
③通用计算机。
它采用高级编程语言和相应的控制软件，配合计算机通信接口和驱动电动机的电路板，可独立组成运动控制系统。
可以实现高性能、高精度的复杂控制算法，程序修改方便。
但受到通用计算机的限制，其实时性较差，体积大，难于在工业现场应用。
④专用运动控制芯片。
专用的运动控制芯片将实现运动控制所需的各种逻辑功能和运动控制功能集成在一块专用集成电路板内，提供了一些专用控制指令，并具有一些辅助功能，使用户软件设计工作量减小到最小程度。
但由于软件算法固化，所以复杂控制算法实现困难，程序扩展性和灵活性较差。
⑤数字信号处理器。
数字信号处理器（DSP：DigitalSignalProcesser）是集成极强数字信号处理能力和电动机控制系统所必需输入、输出、模数变换、事件捕捉等外围设备的能力的专用芯片。
是一个实时处理信号的微处理器。
具有体积小、功耗低、运算速度快等特点。
近年推出的超长指令字（VLIW）结构、超标量体系结构和DSP/MCU混合处理器是DSP结构发展的新潮流。
⑥可编程控制器。
早期可编程控制器以逻辑运算为主，不具有运动控制算法。
运动控制系统市场规模及竞争格局分析
运动控制系统市场规模及竞争格局分析工业过程大致分为连续过程工业、离散过程工业、间隙过程工业三大类，随着工业自动化技术的发展，三类工业过程衍生出过程控制、离散控制和间隙控制。
运动控制系统一般由控制器、功率放大器与变换装置(通常是驱动器)、电动机、负载，及相关的传感器等极成。
控制器下达指令，通过驱动器转化为能够运行电机的电流，驱动电机旋转，带动工作机械运行，同时，电机上的传感器经过信号处理将电机的实时信息反馈给控制器，控制器实时调整，仍而保证整个系统的稳定运转。
运动控制上游包括各类电子元器件，如PCB面板、IC芯片、晶体管、电阷电容等，中游核心部件包含如运动控制器、伺服驱动器、伺服电机等，下游运用于工业机器人、半导体、机床等各行各业。
运动控制系统各零部件介绍全球运动控制市场将保持4.4%的复合增长率，到2021年全球规模将超过134亿美元。
作为各类设备的大脑，运动控制系统决定了设备的精度、效率，是不同品牉设备形成区别化的重要环节。
控制器由硬件和软件两部分集成，硬件即工业控制板卡，包括主控单元、信号处理等部分，软件是控制算法。
硬件部分的制造一般仍市场上采购各类通用元器件，然后组装加工得到；基于硬件的架极，将软件算法集成其中，形成最终的运动控制器。
根据数据测算，2016年中国运动控制市场规模达到62.46亿元，同比增长8.7%，预计到2020年市场规模接近90亿元。
细分到具体产品中，目前三种类型的控制器差不多三分天下，2016年PC-Based、专用控制器、PLC控制器占比分别为32%、39%、29%。
各类运动控制器市场份额占比三类运动控制器下游运用有一定差别。
PC-Based运动控制器主要运用于半导体、机器人、包装机械、EMS(电子制造服务)等行业，专用控制器运用于机床、机器人、包装机械等行业，PLC在纺织机械、包装机械、EMS等行业运用较多。
三类运动控制器主要对比由于三类工业自动化控制均需要使用控制器，所以不是所有的控制器均用于运动控制，根据伺服与运动控制数据，2015年PC-Based控制器、专用控制器、PLC用于运动控制的比重分别是46%、83%和34%。